内燃機関の制御装置
【課題】エンジンブレーキが作動した場合に乗員に加速感を与えることを抑制できる内燃機関の制御装置を提供する。
【解決手段】内燃機関の制御装置（５０）は、内燃機関の吸気２弁のうち一方の吸気弁が他方の吸気弁に対して遅閉じになるように吸気２弁の位相を制御した状態で内燃機関に対するエンジンブレーキの作動要求を検出した場合に、第１の制御および第２の制御をこの順に行う制御部（５４）を備え、第１の制御において制御部は、エンジンブレーキの作動要求が検出される前に比較して内燃機関の吸入空気量が減少してゼロより大きい値になるように吸入空気量を制御し且つ吸気２弁の位相が遅角するように吸気２弁の位相を制御し、第２の制御において制御部は、吸気２弁の位相が進角するように吸気２弁の位相を制御してから吸入空気量がゼロになるように吸入空量を制御することを特徴とする。
【解決手段】内燃機関の制御装置（５０）は、内燃機関の吸気２弁のうち一方の吸気弁が他方の吸気弁に対して遅閉じになるように吸気２弁の位相を制御した状態で内燃機関に対するエンジンブレーキの作動要求を検出した場合に、第１の制御および第２の制御をこの順に行う制御部（５４）を備え、第１の制御において制御部は、エンジンブレーキの作動要求が検出される前に比較して内燃機関の吸入空気量が減少してゼロより大きい値になるように吸入空気量を制御し且つ吸気２弁の位相が遅角するように吸気２弁の位相を制御し、第２の制御において制御部は、吸気２弁の位相が進角するように吸気２弁の位相を制御してから吸入空気量がゼロになるように吸入空量を制御することを特徴とする。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、内燃機関の制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、一つの気筒に対して配置された２つの吸気弁（以下、吸気２弁と称する場合がある）の位相を独立して変更可能な内燃機関が知られている。例えば特許文献１には、吸気２弁の位相を独立して変更可能な二重軸構造のカム軸を備える内燃機関が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００９−１４４５２１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
吸気２弁の位相を独立して変更可能な内燃機関において、内燃機関の運転状態を最適化するために一方の吸気弁を他方の吸気弁に対して遅閉じにすることがある。従来、一方の吸気弁が他方の吸気弁に対して遅閉じにされた状態で内燃機関に対してエンジンブレーキの作動要求があった場合、内燃機関の吸入空気量をゼロにするとともに吸気２弁の位相を遅角させることでエンジンブレーキの効きを強くし、その後、吸入空気量をゼロにしたままの状態で吸気２弁の位相を進角させることでエンジンブレーキの効きを弱くしていた。しかしながら、この場合、エンジンブレーキの効きの強い状態からエンジンブレーキの効きの弱い状態に移行するときに、内燃機関が搭載された車両の乗員は加速感を感じてしまう。
【０００５】
本発明は、エンジンブレーキが作動した場合に乗員に加速感を与えることを抑制できる内燃機関の制御装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明に係る内燃機関の制御装置は、一つの気筒に対して配置された２つの吸気弁である吸気２弁の位相を独立して変更可能な内燃機関の前記吸気２弁のうち一方の前記吸気弁が他方の前記吸気弁に対して遅閉じになるように前記吸気２弁の位相を制御した状態で前記内燃機関に対するエンジンブレーキの作動要求を検出した場合に、第１の制御および第２の制御をこの順に行う制御部を備え、前記第１の制御において前記制御部は、前記エンジンブレーキの作動要求が検出される前に比較して前記内燃機関の吸入空気量が減少してゼロより大きい値になるように前記吸入空気量を制御し且つ前記吸気２弁の位相が遅角するように前記吸気２弁の位相を制御し、前記第２の制御において前記制御部は、前記吸気２弁の位相が進角するように前記吸気２弁の位相を制御してから前記吸入空気量がゼロになるように前記吸入空量を制御することを特徴とする。
【０００７】
本発明に係る内燃機関の制御装置によれば、エンジンブレーキの効きの強さは、第１の制御が行われたときのエンジンブレーキの効きの強さ、第２の制御において吸入空気量がゼロにならない状態で吸気２弁の位相が進角したときのエンジンブレーキの効きの強さ、第２の制御において吸入空気量がゼロになったときのエンジンブレーキの効きの強さの順番に大きくなる。その結果、エンジンブレーキの効きを時間の経過とともに段階的に強くすることができる。それにより、エンジンブレーキが作動した場合に乗員に加速感を与えることを抑制できる。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、エンジンブレーキが作動した場合に乗員に加速感を与えることを抑制できる内燃機関の制御装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】図１（ａ）は、実施例１に係る制御装置を備える内燃機関が搭載された車両を示す模式図である。図１（ｂ）は、吸気弁および排気弁の配置状態を示す図であり、気筒を上方側から見た様子を模式的に図示している。図１（ｃ）は、吸気２弁の位相および吸入空気量を制御する制御装置の機能をブロックで図示したものである。
【図２】図２は、可変動弁機構の詳細を説明するための模式図である。
【図３】図３（ａ）は、エンジンブレーキの効きの強さを説明するための図である。図３（ｂ）は、実施例１に係る制御装置による吸気２弁の位相および吸入空気量の制御内容を説明するための図である。
【図４】図４（ａ）〜図４（ｆ）は、実施例１に係る制御装置による吸気２弁の位相および吸入空気量の制御の一例を説明するための図である。
【図５】図５は、実施例１に係る制御装置による吸気２弁の位相および吸入空気量の制御のフローチャートの一例を示す図である。
【図６】図６（ａ）〜図６（ｆ）は、比較例に係る制御装置による吸気２弁の位相および吸入空気量の制御内容を説明するための図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、本発明を実施するための形態を説明する。
【実施例１】
【００１１】
図１（ａ）は、本発明の実施例１に係る制御装置５０を備える内燃機関１０が搭載された車両１００を示す模式図である。車両１００は、内燃機関１０を動力発生源の一つとして備える車両であれば特に限定されるものではない。例えば車両１００はハイブリッド車両であってもよい。内燃機関１０は、シリンダブロック１１、シリンダヘッド１２、ピストン１３、吸気通路１４、排気通路１５、吸気弁１６ａ,１６ｂ、排気弁１７ａ,１７ｂ、スロットル１８、可変動弁機構３０、各種センサおよび制御装置５０を備えている。
【００１２】
シリンダヘッド１２は、シリンダブロック１１の上方に配置されている。ピストン１３は、シリンダブロック１１の気筒１９内に配置されている。気筒１９の数は特に限定されず、一つでもよく、複数でもよい。ピストン１３は、内燃機関１０のクランク軸にコンロッドを介して接続されている。ピストン１３が気筒１９内を上下動することで、クランク軸は回転する。シリンダブロック１１とシリンダヘッド１２とピストン１３とによって囲まれた領域に、燃焼室２０が形成されている。燃焼室２０は、燃料と空気とが混合した混合気が燃焼するための空間である。なお、本実施例において上方および下方は、必ずしも重力方向における上方および下方と一致している必要はない。例えば、本実施例における上方および下方は水平方向であってもよい。
【００１３】
吸気通路１４は、燃焼室２０に流入する吸気が通過するための通路である。排気通路１５は、燃焼室２０から排出された排気が通過するための通路である。吸気弁１６ａおよび吸気弁１６ｂは、吸気通路１４を開閉するための弁である。排気弁１７ａおよび排気弁１７ｂは、排気通路１５を開閉するための弁である。
【００１４】
図１（ｂ）は、吸気弁１６ａ,１６ｂおよび排気弁１７ａ，１７ｂの配置状態を示す図であり、気筒１９を上方側から見た様子を模式的に図示している。図１（ｂ）において、内燃機関１０のクランク軸の軸線であるクランク軸線２１が図示されている。本実施例に係る内燃機関１０は、一つの気筒１９に対して２つの吸気弁（吸気弁１６ａおよび吸気弁１６ｂ）を備えている。以下、一つの気筒１９に対して配置された２つの吸気弁である吸気弁１６ａおよび吸気弁１６ｂを吸気２弁と称する場合がある。また内燃機関１０は、一つの気筒１９に対して２つの排気弁（排気弁１７ａおよび排気弁１７ｂ）を備えている。以下、一つの気筒１９に対して配置された２つの排気弁である排気弁１７ａおよび排気弁１７ｂを排気２弁と称する場合がある。吸気２弁は気筒１９のクランク軸線２１を挟んで一方の側に配置され、排気２弁は気筒１９のクランク軸線２１を挟んで他方の側に配置されている。但し吸気２弁および排気２弁の配置状態は、図１（ｂ）の配置状態に限定されるものではない。
【００１５】
図１（ａ）を参照して、スロットル１８は、吸気通路１４の吸気２弁よりも吸気の流動方向上流側に配置されている。スロットル１８は制御装置５０によって制御されて吸気通路１４の開口率を調整することで、内燃機関１０の燃焼室２０に吸入される吸入空気量を調整する。すなわち、スロットル１８は、吸入空気量を調整する吸入空気量調整機構としての機能を有している。可変動弁機構３０は、吸気２弁の位相を独立して変更可能な可変動弁機構である。可変動弁機構３０は制御装置５０によって制御される。可変動弁機構３０の詳細は後述する。
【００１６】
各種センサは、制御装置５０の動作に必要な各種情報を検出するためのセンサである。図１（ａ）においては各種センサの一例として、クランクポジションセンサ４０、スロットルポジションセンサ４１、カム軸ポジションセンサ４２およびアクセルポジションセンサ４３が図示されている。クランクポジションセンサ４０は、内燃機関１０のクランク軸の位置を検出し、検出結果を制御装置５０に伝える。制御装置５０はクランクポジションセンサ４０の検出結果に基づいて、内燃機関１０のクランク角を取得する。内燃機関１０の吸気行程、圧縮行程等の各行程、ピストン１３の位置、吸気弁１６ａ,１６ｂおよび排気弁１７ａ,１７ｂの位置等の内燃機関１０の運転状態を示す指標は、クランク角を基準単位として設定されている。したがって制御装置５０は、クランク角を取得することで内燃機関１０の運転状態を取得することができる。
【００１７】
スロットルポジションセンサ４１は、スロットル１８の位置を検出し、検出結果を制御装置５０に伝える。制御装置５０は、スロットルポジションセンサ４１の検出結果に基づいて、スロットル１８の開度（以下、スロットル開度と称する）を取得する。なお、本実施例においてスロットル開度がゼロの場合、内燃機関１０の吸入空気量はゼロになり、スロットル開度がゼロより大きい値の場合、内燃機関１０の吸入空気量はゼロより大きい値になる。したがって制御装置５０は、スロットル開度に基づいて内燃機関１０の吸入空気量を取得することができる。
【００１８】
カム軸ポジションセンサ４２は、可変動弁機構３０の後述する内部カム軸３２および外部カム軸３３の位置を検出し、検出結果を制御装置５０に伝える。制御装置５０は、カム軸ポジションセンサ４２の検出結果に基づいて、可変動弁機構３０の後述するカム３５ａおよびカム３５ｂの位相を取得するとともに、吸気弁１６ａおよび吸気弁１６ｂの位相を取得する。
【００１９】
アクセルポジションセンサ４３は、車両１００が有するアクセル１０１の位置を検出し、検出結果を制御装置５０に伝える。制御装置５０は、アクセルポジションセンサ４３の検出結果に基づいて、ドライバーによるアクセル１０１の踏み込み量（以下、アクセル踏み込み量と称する）を取得する。
【００２０】
本実施例に係る制御装置５０は、アクセル踏み込み量に基づいて内燃機関１０に対するエンジンブレーキの作動要求の有無を検出する。具体的には制御装置５０は、アクセル踏み込み量がゼロより大きい値からゼロに変化した場合、内燃機関１０に対してエンジンブレーキの作動要求があったと判定する。但し、内燃機関１０に対するエンジンブレーキの作動要求の検出手法は、アクセル踏み込み量に基づく手法に限定されるものではない。例えば制御装置５０は、アクセル踏み込み量に代えて、またはアクセル踏み込み量とともに、スロットル開度、車両１００が有するブレーキの踏み込み量等に基づいてエンジンブレーキの作動要求を検出してもよい。
【００２１】
制御装置５０としては、電子制御装置（Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｕｎｉｔ）を用いることができる。本実施例においては、制御装置５０として、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）５１、ＲＯＭ（Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）５２およびＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）５３を備える電子制御装置を用いる。制御装置５０は、各種センサの検出結果に基づいて可変動弁機構３０を制御することで、吸気２弁の位相を制御する。また、制御装置５０は、各種センサの検出結果に基づいてスロットル１８を制御することで、内燃機関１０の吸入空気量を制御する。
【００２２】
図１（ｃ）は、吸気２弁の位相および吸入空気量を制御する制御装置５０の機能をブロックで図示したものである。吸気２弁の位相および吸入空気量を制御する制御装置５０の機能は、制御部５４および記憶部５５によって実現することができる。制御部５４は、吸気２弁の位相および吸入空気量を制御する機能を有している。本実施例に係る制御部５４は、可変動弁機構３０を制御することで吸気２弁の位相を制御し、スロットル１８を制御することで吸入空気量を制御する。記憶部５５は、制御部５４の制御に必要なデータ等を記憶する機能を有している。制御部５４は、記憶部５５に記憶されたデータ等を適宜参照しながら、吸気２弁の位相および吸入空気量を制御する。制御部５４の機能はＣＰＵ５１によって実行され、記憶部５５の機能はＲＯＭ５２およびＲＡＭ５３によって実行される。但し、制御部５４の機能を実行するハードウエアはＣＰＵ５１に限定されるものではなく、記憶部５５の機能を実行するハードウエアはＲＯＭ５２およびＲＡＭ５３に限定されるものではない。
【００２３】
続いて可変動弁機構３０の詳細について説明する。図２は、可変動弁機構３０の詳細を説明するための模式図である。可変動弁機構３０は、吸気２弁の位相を独立して変更可能な機構であれば特に限定されるものではない。本実施例に係る可変動弁機構３０は、一例として、二重カム軸３１、アクチュエータ３６ａおよびアクチュエータ３６ｂを備えている。二重カム軸３１は、外部カム軸３３および内部カム軸３２を備えている。外部カム軸３３は、内部カム軸３２の外側に内部カム軸３２と同一の回転中心線３４を有して配置されている。外部カム軸３３および内部カム軸３２は、互いに独立して時計方向および反時計方向に所定の角度回転できるように構成されている。
【００２４】
外部カム軸３３はカム３５ａを有している。内部カム軸３２はカム３５ｂを有している。カム３５ａは吸気弁１６ａに対応している。カム３５ｂは吸気弁１６ｂに対応している。なお、気筒１９が複数ある場合には、可変動弁機構３０は、回転中心線３４の線の方向が気筒１９の配列方向になるようにして内燃機関１０に配置され、二重カム軸３１は、一組のカム３５ａ，３５ｂを気筒１９の数に対応した数だけ備えることになる。
【００２５】
カム３５ａの外部カム軸３３への接続方法およびカム３５ｂの内部カム軸３２への接続方法は、外部カム軸３３および内部カム軸３２が互いに独立して所定の角度回転できるのであれば、特に限定されるものではない。本実施例においてカム３５ａは、外部カム軸３３の外表面にピン、ボルト等の締結部材を用いて接続されている。カム３５ｂは、締結部材を用いて内部カム軸３２に接続されている。具体的には、カム３５ｂは、締結部材をカム３５ｂの例えばカムヒール側から少なくとも内部カム軸３２に至る部分にまで挿入することで、内部カム軸３２に接続されている。この場合、外部カム軸３３には、内部カム軸３２が回転したときにカム３５ｂ用の締結部材が移動するための溝が形成されている。内部カム軸３２が回転したとき、カム３５ｂは外部カム軸３３に対して摺動しながら回転する。
【００２６】
アクチュエータ３６ａは、外部カム軸３３の位相を制御するための動力発生装置である。アクチュエータ３６ｂは、内部カム軸３２の位相を制御するための動力発生装置である。本実施例においてはアクチュエータ３６ａおよびアクチュエータ３６ｂの一例として、ベーン式のアクチュエータを用いる。この場合、アクチュエータ３６ａは、ベーン３７ａとベーン３７ａを収容するハウジング３８ａとを備えている。アクチュエータ３６ｂも、ベーン３７ｂとベーン３７ｂを収容するハウジング３８ｂとを備えている。ベーン３７ａおよびベーン３７ｂは、それぞれ制御部５４に制御されることでハウジング３８ａおよびハウジング３８ｂに対して相対的に回転する。なお、ベーン３７ａおよびベーン３７ｂの回転中心線は回転中心線３４と一致している。
【００２７】
ベーン３７ａが回転することで、ベーン３７ａに接続した外部カム軸３３は内部カム軸３２に対して相対的に回転する。その結果、外部カム軸３３の位相は内部カム軸３２の位相に対して独立して変更される。それにより、カム３５ａによって駆動される吸気弁１６ａの位相も、吸気弁１６ｂの位相に対して独立して変更される。ベーン３７ｂが回転することで、ベーン３７ｂに接続した内部カム軸３２は外部カム軸３３に対して相対的に回転する。その結果、内部カム軸３２の位相は外部カム軸３３の位相に対して独立して変更される。それにより、カム３５ｂによって駆動される吸気弁１６ｂの位相も、吸気弁１６ａの位相に対して独立して変更される。
【００２８】
なお、本実施例においてアクチュエータ３６ａは二重カム軸３１の回転中心線３４の一方の端部側に配置され、アクチュエータ３６ｂは他方の端部側に配置されているが、アクチュエータ３６ａの動力を外部カム軸３３に伝達でき、アクチュエータ３６ｂの動力を内部カム軸３２に伝達できる構造であれば、これに限定されるものではない。例えば可変動弁機構３０は、二重カム軸３１の一方の端部側にアクチュエータ３６ａ,３６ｂが配置された構造を有していてもよい。
【００２９】
続いて、本実施例に係る制御装置５０の吸気２弁の位相および吸入空気量の制御の詳細について説明する。まず、制御装置５０の制御部５４は、内燃機関１０の運転状態に基づいて吸気２弁のうち一方の吸気弁を他方の吸気弁に対して遅閉じにする。その結果、一方の吸気弁は相対的に早く開き、他方の吸気弁は相対的に遅く開くことになる。本実施例においては、一例として吸気弁１６ａを早く開く吸気弁（以下、早開き弁と称し）とし、吸気弁１６ｂを遅く開く吸気弁（以下、遅開き弁と称する）とする。
【００３０】
このように一方の吸気弁が他方の吸気弁に対して遅閉じに設定された場合、内燃機関１０のエンジンブレーキの効きの強さ（すなわち、エンジンブレーキによって生じる負トルクの大きさ）は、吸入空気量および吸気２弁のバルブタイミングによって変化する。図３（ａ）は、エンジンブレーキの効きの強さを説明するための図である。状態Ａは、スロットル開度がゼロ（すなわち吸入空気量がゼロ）に制御された状態であり且つ早開き弁および遅開き弁のそれぞれの位相が最大に遅角するように制御された状態である。状態Ｂは、スロットル開度がゼロに制御された状態であり且つ早開き弁および遅開き弁のそれぞれの位相が進角するように制御された状態である。状態Ｃは、スロットル開度がゼロよりも大きい値に制御された状態であり且つ早開き弁および遅開き弁のそれぞれの位相が最大に遅角するように制御された状態である。
【００３１】
吸入空気量が少なくなるほど内燃機関１０のポンプ損失が大きくなることから、エンジンブレーキの効きは強くなる。吸入空気量を一定と仮定して吸気２弁の位相が遅角した状態と進角した状態とを比較すると、遅角した状態の方がエンジンブレーキの効きは強くなる。したがって、内燃機関１０のエンジンブレーキの効きは、状態Ｃ、状態Ｂおよび状態Ａの順に強くなる。
【００３２】
図３（ｂ）は、本実施例に係る制御装置５０による吸気２弁の位相および吸入空気量の制御内容を説明するための図である。前述したように、制御部５４は、吸気２弁のうち一方の吸気弁が他方の吸気弁に対して遅閉じになるように吸気２弁の位相を制御する。さらに制御部５４は、内燃機関１０に対するエンジンブレーキの作動要求を検出する。制御部５４は、吸気２弁のうち一方の吸気弁が他方の吸気弁に対して遅閉じになるように吸気２弁の位相を制御した状態で内燃機関１０に対するエンジンブレーキの作動要求を検出した場合には、以下に説明する第１制御および第２制御をこの順に行う。
【００３３】
第１制御において制御部５４は、エンジンブレーキの作動要求が検出される前に比較して吸入空気量が減少してゼロより大きい値になるように吸入空気量を制御し、且つ吸気２弁の位相が遅角するように吸気２弁の位相を制御する。第２制御において制御部５４は、吸気２弁の位相が進角するように吸気２弁の位相を制御してから吸入空気量がゼロ（スロットル開度がゼロ）になるように吸入空気量を制御する。
【００３４】
なお、第１制御において吸気２弁の位相が遅角された後に第２制御において吸気２弁の位相が進角される結果、第１制御において吸気２弁の位相が遅角した状態は、吸気２弁の位相が最大に遅角した状態となる。すなわち、本実施例に係る制御部５４は、第一制御において、エンジンブレーキの作動要求が検出される前に比較して吸入空気量が減少してゼロより大きい値になるように吸入空気量を制御し且つ吸気２弁の位相が最遅角状態となるように吸気２弁の位相を制御している。また制御部５４は第２制御において、吸気２弁の位相が最遅角状態から進角するように吸気２弁の位相を制御した後に、吸入空気量がゼロになるように吸入空気量を制御している。
【００３５】
第１の制御が行われたときのエンジンブレーキの効きの強さを第１の値とし、第２の制御において吸入空気量がゼロ（スロットル開度がゼロ）にならない状態で吸気２弁の位相が進角したときのエンジンブレーキの効きの強さを第２の値とし、第２の制御において吸入空気量がゼロになったときのエンジンブレーキの効きの強さを第３の値とした場合、第１〜第３の値は第１の値、第２の値、第３の値の順番に大きくなる。その結果、本実施に係る制御装置５０によれば、エンジンブレーキの効きを時間の経過とともに段階的に強くすることができる。
【００３６】
続いて制御装置５０の制御の一例をグラフを用いてさらに具体的に説明する。図４（ａ）〜図４（ｆ）は、本実施例に係る制御装置５０による吸気２弁の位相および吸入空気量の制御の一例を説明するための図である。図４（ａ）〜図４（ｆ）の横軸は時間を示している。図４（ａ）の縦軸はアクセル踏み込み量を示し、グラフの上方に行く程、アクセル踏み込み量は大きくなる。図４（ｂ）の縦軸はブレーキ踏み込み量を示し、縦軸の上方に行く程、ブレーキ踏み込み量は大きくなる。図４（ｃ）の縦軸はスロットル開度を示し、縦軸の上方に行く程、スロットル開度は大きくなり、その結果、吸入空気量も多くなる。図４（ｄ）の縦軸は早開き弁の開時期（ＩＶＯ）を示し、縦軸の上方に行く程、遅角度合いが増し、縦軸の下方に行く程、進角度合いが増すことになる。図４（ｅ）の縦軸は遅開き弁の閉じ時期（ＩＶＣ）を示し、縦軸の上方に行く程、遅角度合いが増し、縦軸の下方に行く程、進角度合いが増すことになる。図４（ｆ）の縦軸は、車両１００の乗員が感じる減速感を示し、縦軸の上方に行く程、減速感は強くなる。
【００３７】
図４（ａ）に示すように、制御部５４は、ゼロより大きい値のアクセル踏み込み量がゼロになったときに内燃機関１０に対するエンジンブレーキの作動要求を検出する。なお、図４（ｂ）に示すブレーキ踏み込み量はゼロである。制御部５４は、エンジンブレーキの作動要求を検出した場合、第１制御を行う。
【００３８】
第１制御において制御部５４は、図４（ｃ）に示すようにスロットル開度をエンジンブレーキの作動要求が検出される前に比較して減少させてゼロよりも大きい所定値に制御する。所定値は記憶部５５が記憶しておき、制御部５４は記憶部５５の所定値を参照しながらスロットル１８を制御する。その結果、吸入空気量もエンジンブレーキの作動要求が検出される前に比較して減少してゼロより大きい値に制御される。
【００３９】
さらに第１制御において制御部５４は、図４（ｄ）および図４（ｅ）に示すように、早開き弁および遅開き弁のそれぞれの位相を遅角させる。このときの遅角量は記憶部５５が記憶しておき、制御部５４は記憶部５５のデータを参照しながら吸気２弁の遅角制御を行う。第１の制御が行われる結果、吸気２弁の位相は最遅角状態になる。第１制御が行われた状態（第２制御が行われる前の状態）は、図３（ａ）の状態Ｃに対応している。
【００４０】
第１制御の後、制御部５４は第２制御を行う。第２制御において制御部５４は、図４（ｄ）および図４（ｅ）に示すように早開き弁および遅開き弁のそれぞれの位相を進角させてから、図４（ｃ）に示すようにスロットル開度をゼロにする。このときの進角量は記憶部５５が記憶しておき、制御部５４は記憶部５５のデータを参照しながら吸気２弁の進角を行う。第２制御においてスロットル開度がゼロになった状態は、図３（ａ）の状態Ｂに対応している。
【００４１】
以上のような第１制御および第２制御が行われることで、図３（ｂ）において前述したようにエンジンブレーキの効きが時間の経過とともに段階的に強くなることから、図４（ｆ）に示すように減速感は段階的に強くなる。
【００４２】
図５は、本実施例に係る制御装置５０による吸気２弁の位相および吸入空気量の制御のフローチャートの一例を示す図である。制御装置５０は、図５のフローチャートを所定の周期で繰り返し実行する。なお、図５のフローチャートは、吸気２弁のうち一方の吸気弁が他方の吸気弁に対して遅閉じになっている状態からスタートする。
【００４３】
まず制御部５４は、内燃機関１０に対するエンジンブレーキの作動要求の有無を検出する（ステップＳ１０）。本実施例に係る制御部５４は、一例として、アクセルポジションセンサ４３の検出結果に基づいてアクセル踏み込み量を取得し、取得されたアクセル踏み込み量がゼロより大きい値からゼロに変化した場合にエンジンブレーキの作動要求が有ると検出する。ステップＳ１０においてエンジンブレーキの作動要求が検出されなかった場合、制御部５４はフローチャートの実行を終了する。
【００４４】
ステップＳ１０においてエンジンブレーキの作動要求が検出された場合、制御部５４は第１制御を行う（ステップＳ２０）。具体的には制御部５４は、エンジンブレーキの作動要求が検出される前に比較して吸入空気量が減少してゼロより大きい値になるように吸入空気量を制御し且つ吸気２弁の位相が遅角するように吸気２弁の位相を制御する。
【００４５】
次いで制御部５４は、第２制御のうち吸気２弁の位相制御を行う（ステップＳ３０）。具体的には制御部５４は、吸気２弁の位相が進角するように可変動弁機構３０を制御する。
【００４６】
次いで制御部５４は、第２制御のうち吸入空気量の制御を行う（ステップＳ４０）。具体的には制御部５４は、スロットル１８の開度をゼロに制御することで吸入空気量をゼロに制御する。次いで制御部５４はフローチャートの実行を終了する。
【００４７】
本実施例に係る制御装置５０の作用効果を、比較例に係る制御装置と比較しつつ説明する。図６（ａ）〜図６（ｆ）は、比較例に係る制御装置による吸気２弁の位相および吸入空気量の制御内容を説明するための図である。図６（ａ）〜図６（ｆ）は、それぞれ図４（ａ）〜図４（ｆ）に対応している。比較例に係る制御装置は、本実施例に係る第１制御および第２制御を行っていない点において、本実施例に係る制御装置５０と異なっている。
【００４８】
具体的には、比較例に係る制御装置の制御部は、吸気２弁のうち一方の吸気弁が他方の吸気弁に対して遅閉じになるように吸気２弁の位相を制御した状態で内燃機関に対するエンジンブレーキの作動要求を検出した場合には、図６（ｃ）に示すようにスロットル開度をゼロに制御することで吸入空気量をゼロに制御するとともに、図６（ｄ）および図６（ｅ）に示すように早開き弁および遅開き弁の位相を遅角させる。その結果、図３（ａ）の状態Ａが得られる。次いで比較例に係る制御部は、図６（ｃ）に示すようにスロットル開度をゼロに制御した状態で、図６（ｄ）および図６（ｅ）に示すように早開き弁および遅開き弁の位相を進角させる。その結果、図３（ａ）に示す状態Ｂが得られる。
【００４９】
このような制御を行う比較例に係る制御装置では、エンジンブレーキの効きの相対的に強い状態（状態Ａ）からエンジンブレーキの効きの相対的に弱い状態（状態Ｂ）に移行する際に、図６（ｆ）に示すように、乗員に加速感を与えてしまう。この場合、乗員は、アクセル踏み込み量をゼロにしてエンジンブレーキがかかることで車両が段階的に減速することを期待していたにもかかわらず加速感を感じる結果、違和感を覚えてしまう。その結果、車両の乗り心地が悪くなってしまう。
【００５０】
これに対して本実施例に係る制御装置５０によれば、第１制御および第２制御が行われることで、図３（ｂ）において前述したように、エンジンブレーキの効きを時間の経過とともに段階的に強くすることができる。その結果、図４（ｆ）に示すように、エンジンブレーキが作動した場合に乗員に加速感を与えることを抑制できる。それにより車両１００の乗り心地の悪化を抑制できる。
【００５１】
以上本発明の好ましい実施形態について詳述したが、本発明はかかる特定の実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された本発明の要旨の範囲内において、種々の変形・変更が可能である。
【符号の説明】
【００５２】
１０ 内燃機関
１４ 吸気通路
１６ 吸気弁
１８ スロットル
３０ 可変動弁機構
３１ 二重カム軸
４０ クランクポジションセンサ
４１ スロットルポジションセンサ
４３ アクセルポジションセンサ
５０ 制御装置
５４ 制御部
１００ 車両
【技術分野】
【０００１】
本発明は、内燃機関の制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、一つの気筒に対して配置された２つの吸気弁（以下、吸気２弁と称する場合がある）の位相を独立して変更可能な内燃機関が知られている。例えば特許文献１には、吸気２弁の位相を独立して変更可能な二重軸構造のカム軸を備える内燃機関が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００９−１４４５２１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
吸気２弁の位相を独立して変更可能な内燃機関において、内燃機関の運転状態を最適化するために一方の吸気弁を他方の吸気弁に対して遅閉じにすることがある。従来、一方の吸気弁が他方の吸気弁に対して遅閉じにされた状態で内燃機関に対してエンジンブレーキの作動要求があった場合、内燃機関の吸入空気量をゼロにするとともに吸気２弁の位相を遅角させることでエンジンブレーキの効きを強くし、その後、吸入空気量をゼロにしたままの状態で吸気２弁の位相を進角させることでエンジンブレーキの効きを弱くしていた。しかしながら、この場合、エンジンブレーキの効きの強い状態からエンジンブレーキの効きの弱い状態に移行するときに、内燃機関が搭載された車両の乗員は加速感を感じてしまう。
【０００５】
本発明は、エンジンブレーキが作動した場合に乗員に加速感を与えることを抑制できる内燃機関の制御装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明に係る内燃機関の制御装置は、一つの気筒に対して配置された２つの吸気弁である吸気２弁の位相を独立して変更可能な内燃機関の前記吸気２弁のうち一方の前記吸気弁が他方の前記吸気弁に対して遅閉じになるように前記吸気２弁の位相を制御した状態で前記内燃機関に対するエンジンブレーキの作動要求を検出した場合に、第１の制御および第２の制御をこの順に行う制御部を備え、前記第１の制御において前記制御部は、前記エンジンブレーキの作動要求が検出される前に比較して前記内燃機関の吸入空気量が減少してゼロより大きい値になるように前記吸入空気量を制御し且つ前記吸気２弁の位相が遅角するように前記吸気２弁の位相を制御し、前記第２の制御において前記制御部は、前記吸気２弁の位相が進角するように前記吸気２弁の位相を制御してから前記吸入空気量がゼロになるように前記吸入空量を制御することを特徴とする。
【０００７】
本発明に係る内燃機関の制御装置によれば、エンジンブレーキの効きの強さは、第１の制御が行われたときのエンジンブレーキの効きの強さ、第２の制御において吸入空気量がゼロにならない状態で吸気２弁の位相が進角したときのエンジンブレーキの効きの強さ、第２の制御において吸入空気量がゼロになったときのエンジンブレーキの効きの強さの順番に大きくなる。その結果、エンジンブレーキの効きを時間の経過とともに段階的に強くすることができる。それにより、エンジンブレーキが作動した場合に乗員に加速感を与えることを抑制できる。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、エンジンブレーキが作動した場合に乗員に加速感を与えることを抑制できる内燃機関の制御装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】図１（ａ）は、実施例１に係る制御装置を備える内燃機関が搭載された車両を示す模式図である。図１（ｂ）は、吸気弁および排気弁の配置状態を示す図であり、気筒を上方側から見た様子を模式的に図示している。図１（ｃ）は、吸気２弁の位相および吸入空気量を制御する制御装置の機能をブロックで図示したものである。
【図２】図２は、可変動弁機構の詳細を説明するための模式図である。
【図３】図３（ａ）は、エンジンブレーキの効きの強さを説明するための図である。図３（ｂ）は、実施例１に係る制御装置による吸気２弁の位相および吸入空気量の制御内容を説明するための図である。
【図４】図４（ａ）〜図４（ｆ）は、実施例１に係る制御装置による吸気２弁の位相および吸入空気量の制御の一例を説明するための図である。
【図５】図５は、実施例１に係る制御装置による吸気２弁の位相および吸入空気量の制御のフローチャートの一例を示す図である。
【図６】図６（ａ）〜図６（ｆ）は、比較例に係る制御装置による吸気２弁の位相および吸入空気量の制御内容を説明するための図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、本発明を実施するための形態を説明する。
【実施例１】
【００１１】
図１（ａ）は、本発明の実施例１に係る制御装置５０を備える内燃機関１０が搭載された車両１００を示す模式図である。車両１００は、内燃機関１０を動力発生源の一つとして備える車両であれば特に限定されるものではない。例えば車両１００はハイブリッド車両であってもよい。内燃機関１０は、シリンダブロック１１、シリンダヘッド１２、ピストン１３、吸気通路１４、排気通路１５、吸気弁１６ａ,１６ｂ、排気弁１７ａ,１７ｂ、スロットル１８、可変動弁機構３０、各種センサおよび制御装置５０を備えている。
【００１２】
シリンダヘッド１２は、シリンダブロック１１の上方に配置されている。ピストン１３は、シリンダブロック１１の気筒１９内に配置されている。気筒１９の数は特に限定されず、一つでもよく、複数でもよい。ピストン１３は、内燃機関１０のクランク軸にコンロッドを介して接続されている。ピストン１３が気筒１９内を上下動することで、クランク軸は回転する。シリンダブロック１１とシリンダヘッド１２とピストン１３とによって囲まれた領域に、燃焼室２０が形成されている。燃焼室２０は、燃料と空気とが混合した混合気が燃焼するための空間である。なお、本実施例において上方および下方は、必ずしも重力方向における上方および下方と一致している必要はない。例えば、本実施例における上方および下方は水平方向であってもよい。
【００１３】
吸気通路１４は、燃焼室２０に流入する吸気が通過するための通路である。排気通路１５は、燃焼室２０から排出された排気が通過するための通路である。吸気弁１６ａおよび吸気弁１６ｂは、吸気通路１４を開閉するための弁である。排気弁１７ａおよび排気弁１７ｂは、排気通路１５を開閉するための弁である。
【００１４】
図１（ｂ）は、吸気弁１６ａ,１６ｂおよび排気弁１７ａ，１７ｂの配置状態を示す図であり、気筒１９を上方側から見た様子を模式的に図示している。図１（ｂ）において、内燃機関１０のクランク軸の軸線であるクランク軸線２１が図示されている。本実施例に係る内燃機関１０は、一つの気筒１９に対して２つの吸気弁（吸気弁１６ａおよび吸気弁１６ｂ）を備えている。以下、一つの気筒１９に対して配置された２つの吸気弁である吸気弁１６ａおよび吸気弁１６ｂを吸気２弁と称する場合がある。また内燃機関１０は、一つの気筒１９に対して２つの排気弁（排気弁１７ａおよび排気弁１７ｂ）を備えている。以下、一つの気筒１９に対して配置された２つの排気弁である排気弁１７ａおよび排気弁１７ｂを排気２弁と称する場合がある。吸気２弁は気筒１９のクランク軸線２１を挟んで一方の側に配置され、排気２弁は気筒１９のクランク軸線２１を挟んで他方の側に配置されている。但し吸気２弁および排気２弁の配置状態は、図１（ｂ）の配置状態に限定されるものではない。
【００１５】
図１（ａ）を参照して、スロットル１８は、吸気通路１４の吸気２弁よりも吸気の流動方向上流側に配置されている。スロットル１８は制御装置５０によって制御されて吸気通路１４の開口率を調整することで、内燃機関１０の燃焼室２０に吸入される吸入空気量を調整する。すなわち、スロットル１８は、吸入空気量を調整する吸入空気量調整機構としての機能を有している。可変動弁機構３０は、吸気２弁の位相を独立して変更可能な可変動弁機構である。可変動弁機構３０は制御装置５０によって制御される。可変動弁機構３０の詳細は後述する。
【００１６】
各種センサは、制御装置５０の動作に必要な各種情報を検出するためのセンサである。図１（ａ）においては各種センサの一例として、クランクポジションセンサ４０、スロットルポジションセンサ４１、カム軸ポジションセンサ４２およびアクセルポジションセンサ４３が図示されている。クランクポジションセンサ４０は、内燃機関１０のクランク軸の位置を検出し、検出結果を制御装置５０に伝える。制御装置５０はクランクポジションセンサ４０の検出結果に基づいて、内燃機関１０のクランク角を取得する。内燃機関１０の吸気行程、圧縮行程等の各行程、ピストン１３の位置、吸気弁１６ａ,１６ｂおよび排気弁１７ａ,１７ｂの位置等の内燃機関１０の運転状態を示す指標は、クランク角を基準単位として設定されている。したがって制御装置５０は、クランク角を取得することで内燃機関１０の運転状態を取得することができる。
【００１７】
スロットルポジションセンサ４１は、スロットル１８の位置を検出し、検出結果を制御装置５０に伝える。制御装置５０は、スロットルポジションセンサ４１の検出結果に基づいて、スロットル１８の開度（以下、スロットル開度と称する）を取得する。なお、本実施例においてスロットル開度がゼロの場合、内燃機関１０の吸入空気量はゼロになり、スロットル開度がゼロより大きい値の場合、内燃機関１０の吸入空気量はゼロより大きい値になる。したがって制御装置５０は、スロットル開度に基づいて内燃機関１０の吸入空気量を取得することができる。
【００１８】
カム軸ポジションセンサ４２は、可変動弁機構３０の後述する内部カム軸３２および外部カム軸３３の位置を検出し、検出結果を制御装置５０に伝える。制御装置５０は、カム軸ポジションセンサ４２の検出結果に基づいて、可変動弁機構３０の後述するカム３５ａおよびカム３５ｂの位相を取得するとともに、吸気弁１６ａおよび吸気弁１６ｂの位相を取得する。
【００１９】
アクセルポジションセンサ４３は、車両１００が有するアクセル１０１の位置を検出し、検出結果を制御装置５０に伝える。制御装置５０は、アクセルポジションセンサ４３の検出結果に基づいて、ドライバーによるアクセル１０１の踏み込み量（以下、アクセル踏み込み量と称する）を取得する。
【００２０】
本実施例に係る制御装置５０は、アクセル踏み込み量に基づいて内燃機関１０に対するエンジンブレーキの作動要求の有無を検出する。具体的には制御装置５０は、アクセル踏み込み量がゼロより大きい値からゼロに変化した場合、内燃機関１０に対してエンジンブレーキの作動要求があったと判定する。但し、内燃機関１０に対するエンジンブレーキの作動要求の検出手法は、アクセル踏み込み量に基づく手法に限定されるものではない。例えば制御装置５０は、アクセル踏み込み量に代えて、またはアクセル踏み込み量とともに、スロットル開度、車両１００が有するブレーキの踏み込み量等に基づいてエンジンブレーキの作動要求を検出してもよい。
【００２１】
制御装置５０としては、電子制御装置（Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｕｎｉｔ）を用いることができる。本実施例においては、制御装置５０として、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）５１、ＲＯＭ（Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）５２およびＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）５３を備える電子制御装置を用いる。制御装置５０は、各種センサの検出結果に基づいて可変動弁機構３０を制御することで、吸気２弁の位相を制御する。また、制御装置５０は、各種センサの検出結果に基づいてスロットル１８を制御することで、内燃機関１０の吸入空気量を制御する。
【００２２】
図１（ｃ）は、吸気２弁の位相および吸入空気量を制御する制御装置５０の機能をブロックで図示したものである。吸気２弁の位相および吸入空気量を制御する制御装置５０の機能は、制御部５４および記憶部５５によって実現することができる。制御部５４は、吸気２弁の位相および吸入空気量を制御する機能を有している。本実施例に係る制御部５４は、可変動弁機構３０を制御することで吸気２弁の位相を制御し、スロットル１８を制御することで吸入空気量を制御する。記憶部５５は、制御部５４の制御に必要なデータ等を記憶する機能を有している。制御部５４は、記憶部５５に記憶されたデータ等を適宜参照しながら、吸気２弁の位相および吸入空気量を制御する。制御部５４の機能はＣＰＵ５１によって実行され、記憶部５５の機能はＲＯＭ５２およびＲＡＭ５３によって実行される。但し、制御部５４の機能を実行するハードウエアはＣＰＵ５１に限定されるものではなく、記憶部５５の機能を実行するハードウエアはＲＯＭ５２およびＲＡＭ５３に限定されるものではない。
【００２３】
続いて可変動弁機構３０の詳細について説明する。図２は、可変動弁機構３０の詳細を説明するための模式図である。可変動弁機構３０は、吸気２弁の位相を独立して変更可能な機構であれば特に限定されるものではない。本実施例に係る可変動弁機構３０は、一例として、二重カム軸３１、アクチュエータ３６ａおよびアクチュエータ３６ｂを備えている。二重カム軸３１は、外部カム軸３３および内部カム軸３２を備えている。外部カム軸３３は、内部カム軸３２の外側に内部カム軸３２と同一の回転中心線３４を有して配置されている。外部カム軸３３および内部カム軸３２は、互いに独立して時計方向および反時計方向に所定の角度回転できるように構成されている。
【００２４】
外部カム軸３３はカム３５ａを有している。内部カム軸３２はカム３５ｂを有している。カム３５ａは吸気弁１６ａに対応している。カム３５ｂは吸気弁１６ｂに対応している。なお、気筒１９が複数ある場合には、可変動弁機構３０は、回転中心線３４の線の方向が気筒１９の配列方向になるようにして内燃機関１０に配置され、二重カム軸３１は、一組のカム３５ａ，３５ｂを気筒１９の数に対応した数だけ備えることになる。
【００２５】
カム３５ａの外部カム軸３３への接続方法およびカム３５ｂの内部カム軸３２への接続方法は、外部カム軸３３および内部カム軸３２が互いに独立して所定の角度回転できるのであれば、特に限定されるものではない。本実施例においてカム３５ａは、外部カム軸３３の外表面にピン、ボルト等の締結部材を用いて接続されている。カム３５ｂは、締結部材を用いて内部カム軸３２に接続されている。具体的には、カム３５ｂは、締結部材をカム３５ｂの例えばカムヒール側から少なくとも内部カム軸３２に至る部分にまで挿入することで、内部カム軸３２に接続されている。この場合、外部カム軸３３には、内部カム軸３２が回転したときにカム３５ｂ用の締結部材が移動するための溝が形成されている。内部カム軸３２が回転したとき、カム３５ｂは外部カム軸３３に対して摺動しながら回転する。
【００２６】
アクチュエータ３６ａは、外部カム軸３３の位相を制御するための動力発生装置である。アクチュエータ３６ｂは、内部カム軸３２の位相を制御するための動力発生装置である。本実施例においてはアクチュエータ３６ａおよびアクチュエータ３６ｂの一例として、ベーン式のアクチュエータを用いる。この場合、アクチュエータ３６ａは、ベーン３７ａとベーン３７ａを収容するハウジング３８ａとを備えている。アクチュエータ３６ｂも、ベーン３７ｂとベーン３７ｂを収容するハウジング３８ｂとを備えている。ベーン３７ａおよびベーン３７ｂは、それぞれ制御部５４に制御されることでハウジング３８ａおよびハウジング３８ｂに対して相対的に回転する。なお、ベーン３７ａおよびベーン３７ｂの回転中心線は回転中心線３４と一致している。
【００２７】
ベーン３７ａが回転することで、ベーン３７ａに接続した外部カム軸３３は内部カム軸３２に対して相対的に回転する。その結果、外部カム軸３３の位相は内部カム軸３２の位相に対して独立して変更される。それにより、カム３５ａによって駆動される吸気弁１６ａの位相も、吸気弁１６ｂの位相に対して独立して変更される。ベーン３７ｂが回転することで、ベーン３７ｂに接続した内部カム軸３２は外部カム軸３３に対して相対的に回転する。その結果、内部カム軸３２の位相は外部カム軸３３の位相に対して独立して変更される。それにより、カム３５ｂによって駆動される吸気弁１６ｂの位相も、吸気弁１６ａの位相に対して独立して変更される。
【００２８】
なお、本実施例においてアクチュエータ３６ａは二重カム軸３１の回転中心線３４の一方の端部側に配置され、アクチュエータ３６ｂは他方の端部側に配置されているが、アクチュエータ３６ａの動力を外部カム軸３３に伝達でき、アクチュエータ３６ｂの動力を内部カム軸３２に伝達できる構造であれば、これに限定されるものではない。例えば可変動弁機構３０は、二重カム軸３１の一方の端部側にアクチュエータ３６ａ,３６ｂが配置された構造を有していてもよい。
【００２９】
続いて、本実施例に係る制御装置５０の吸気２弁の位相および吸入空気量の制御の詳細について説明する。まず、制御装置５０の制御部５４は、内燃機関１０の運転状態に基づいて吸気２弁のうち一方の吸気弁を他方の吸気弁に対して遅閉じにする。その結果、一方の吸気弁は相対的に早く開き、他方の吸気弁は相対的に遅く開くことになる。本実施例においては、一例として吸気弁１６ａを早く開く吸気弁（以下、早開き弁と称し）とし、吸気弁１６ｂを遅く開く吸気弁（以下、遅開き弁と称する）とする。
【００３０】
このように一方の吸気弁が他方の吸気弁に対して遅閉じに設定された場合、内燃機関１０のエンジンブレーキの効きの強さ（すなわち、エンジンブレーキによって生じる負トルクの大きさ）は、吸入空気量および吸気２弁のバルブタイミングによって変化する。図３（ａ）は、エンジンブレーキの効きの強さを説明するための図である。状態Ａは、スロットル開度がゼロ（すなわち吸入空気量がゼロ）に制御された状態であり且つ早開き弁および遅開き弁のそれぞれの位相が最大に遅角するように制御された状態である。状態Ｂは、スロットル開度がゼロに制御された状態であり且つ早開き弁および遅開き弁のそれぞれの位相が進角するように制御された状態である。状態Ｃは、スロットル開度がゼロよりも大きい値に制御された状態であり且つ早開き弁および遅開き弁のそれぞれの位相が最大に遅角するように制御された状態である。
【００３１】
吸入空気量が少なくなるほど内燃機関１０のポンプ損失が大きくなることから、エンジンブレーキの効きは強くなる。吸入空気量を一定と仮定して吸気２弁の位相が遅角した状態と進角した状態とを比較すると、遅角した状態の方がエンジンブレーキの効きは強くなる。したがって、内燃機関１０のエンジンブレーキの効きは、状態Ｃ、状態Ｂおよび状態Ａの順に強くなる。
【００３２】
図３（ｂ）は、本実施例に係る制御装置５０による吸気２弁の位相および吸入空気量の制御内容を説明するための図である。前述したように、制御部５４は、吸気２弁のうち一方の吸気弁が他方の吸気弁に対して遅閉じになるように吸気２弁の位相を制御する。さらに制御部５４は、内燃機関１０に対するエンジンブレーキの作動要求を検出する。制御部５４は、吸気２弁のうち一方の吸気弁が他方の吸気弁に対して遅閉じになるように吸気２弁の位相を制御した状態で内燃機関１０に対するエンジンブレーキの作動要求を検出した場合には、以下に説明する第１制御および第２制御をこの順に行う。
【００３３】
第１制御において制御部５４は、エンジンブレーキの作動要求が検出される前に比較して吸入空気量が減少してゼロより大きい値になるように吸入空気量を制御し、且つ吸気２弁の位相が遅角するように吸気２弁の位相を制御する。第２制御において制御部５４は、吸気２弁の位相が進角するように吸気２弁の位相を制御してから吸入空気量がゼロ（スロットル開度がゼロ）になるように吸入空気量を制御する。
【００３４】
なお、第１制御において吸気２弁の位相が遅角された後に第２制御において吸気２弁の位相が進角される結果、第１制御において吸気２弁の位相が遅角した状態は、吸気２弁の位相が最大に遅角した状態となる。すなわち、本実施例に係る制御部５４は、第一制御において、エンジンブレーキの作動要求が検出される前に比較して吸入空気量が減少してゼロより大きい値になるように吸入空気量を制御し且つ吸気２弁の位相が最遅角状態となるように吸気２弁の位相を制御している。また制御部５４は第２制御において、吸気２弁の位相が最遅角状態から進角するように吸気２弁の位相を制御した後に、吸入空気量がゼロになるように吸入空気量を制御している。
【００３５】
第１の制御が行われたときのエンジンブレーキの効きの強さを第１の値とし、第２の制御において吸入空気量がゼロ（スロットル開度がゼロ）にならない状態で吸気２弁の位相が進角したときのエンジンブレーキの効きの強さを第２の値とし、第２の制御において吸入空気量がゼロになったときのエンジンブレーキの効きの強さを第３の値とした場合、第１〜第３の値は第１の値、第２の値、第３の値の順番に大きくなる。その結果、本実施に係る制御装置５０によれば、エンジンブレーキの効きを時間の経過とともに段階的に強くすることができる。
【００３６】
続いて制御装置５０の制御の一例をグラフを用いてさらに具体的に説明する。図４（ａ）〜図４（ｆ）は、本実施例に係る制御装置５０による吸気２弁の位相および吸入空気量の制御の一例を説明するための図である。図４（ａ）〜図４（ｆ）の横軸は時間を示している。図４（ａ）の縦軸はアクセル踏み込み量を示し、グラフの上方に行く程、アクセル踏み込み量は大きくなる。図４（ｂ）の縦軸はブレーキ踏み込み量を示し、縦軸の上方に行く程、ブレーキ踏み込み量は大きくなる。図４（ｃ）の縦軸はスロットル開度を示し、縦軸の上方に行く程、スロットル開度は大きくなり、その結果、吸入空気量も多くなる。図４（ｄ）の縦軸は早開き弁の開時期（ＩＶＯ）を示し、縦軸の上方に行く程、遅角度合いが増し、縦軸の下方に行く程、進角度合いが増すことになる。図４（ｅ）の縦軸は遅開き弁の閉じ時期（ＩＶＣ）を示し、縦軸の上方に行く程、遅角度合いが増し、縦軸の下方に行く程、進角度合いが増すことになる。図４（ｆ）の縦軸は、車両１００の乗員が感じる減速感を示し、縦軸の上方に行く程、減速感は強くなる。
【００３７】
図４（ａ）に示すように、制御部５４は、ゼロより大きい値のアクセル踏み込み量がゼロになったときに内燃機関１０に対するエンジンブレーキの作動要求を検出する。なお、図４（ｂ）に示すブレーキ踏み込み量はゼロである。制御部５４は、エンジンブレーキの作動要求を検出した場合、第１制御を行う。
【００３８】
第１制御において制御部５４は、図４（ｃ）に示すようにスロットル開度をエンジンブレーキの作動要求が検出される前に比較して減少させてゼロよりも大きい所定値に制御する。所定値は記憶部５５が記憶しておき、制御部５４は記憶部５５の所定値を参照しながらスロットル１８を制御する。その結果、吸入空気量もエンジンブレーキの作動要求が検出される前に比較して減少してゼロより大きい値に制御される。
【００３９】
さらに第１制御において制御部５４は、図４（ｄ）および図４（ｅ）に示すように、早開き弁および遅開き弁のそれぞれの位相を遅角させる。このときの遅角量は記憶部５５が記憶しておき、制御部５４は記憶部５５のデータを参照しながら吸気２弁の遅角制御を行う。第１の制御が行われる結果、吸気２弁の位相は最遅角状態になる。第１制御が行われた状態（第２制御が行われる前の状態）は、図３（ａ）の状態Ｃに対応している。
【００４０】
第１制御の後、制御部５４は第２制御を行う。第２制御において制御部５４は、図４（ｄ）および図４（ｅ）に示すように早開き弁および遅開き弁のそれぞれの位相を進角させてから、図４（ｃ）に示すようにスロットル開度をゼロにする。このときの進角量は記憶部５５が記憶しておき、制御部５４は記憶部５５のデータを参照しながら吸気２弁の進角を行う。第２制御においてスロットル開度がゼロになった状態は、図３（ａ）の状態Ｂに対応している。
【００４１】
以上のような第１制御および第２制御が行われることで、図３（ｂ）において前述したようにエンジンブレーキの効きが時間の経過とともに段階的に強くなることから、図４（ｆ）に示すように減速感は段階的に強くなる。
【００４２】
図５は、本実施例に係る制御装置５０による吸気２弁の位相および吸入空気量の制御のフローチャートの一例を示す図である。制御装置５０は、図５のフローチャートを所定の周期で繰り返し実行する。なお、図５のフローチャートは、吸気２弁のうち一方の吸気弁が他方の吸気弁に対して遅閉じになっている状態からスタートする。
【００４３】
まず制御部５４は、内燃機関１０に対するエンジンブレーキの作動要求の有無を検出する（ステップＳ１０）。本実施例に係る制御部５４は、一例として、アクセルポジションセンサ４３の検出結果に基づいてアクセル踏み込み量を取得し、取得されたアクセル踏み込み量がゼロより大きい値からゼロに変化した場合にエンジンブレーキの作動要求が有ると検出する。ステップＳ１０においてエンジンブレーキの作動要求が検出されなかった場合、制御部５４はフローチャートの実行を終了する。
【００４４】
ステップＳ１０においてエンジンブレーキの作動要求が検出された場合、制御部５４は第１制御を行う（ステップＳ２０）。具体的には制御部５４は、エンジンブレーキの作動要求が検出される前に比較して吸入空気量が減少してゼロより大きい値になるように吸入空気量を制御し且つ吸気２弁の位相が遅角するように吸気２弁の位相を制御する。
【００４５】
次いで制御部５４は、第２制御のうち吸気２弁の位相制御を行う（ステップＳ３０）。具体的には制御部５４は、吸気２弁の位相が進角するように可変動弁機構３０を制御する。
【００４６】
次いで制御部５４は、第２制御のうち吸入空気量の制御を行う（ステップＳ４０）。具体的には制御部５４は、スロットル１８の開度をゼロに制御することで吸入空気量をゼロに制御する。次いで制御部５４はフローチャートの実行を終了する。
【００４７】
本実施例に係る制御装置５０の作用効果を、比較例に係る制御装置と比較しつつ説明する。図６（ａ）〜図６（ｆ）は、比較例に係る制御装置による吸気２弁の位相および吸入空気量の制御内容を説明するための図である。図６（ａ）〜図６（ｆ）は、それぞれ図４（ａ）〜図４（ｆ）に対応している。比較例に係る制御装置は、本実施例に係る第１制御および第２制御を行っていない点において、本実施例に係る制御装置５０と異なっている。
【００４８】
具体的には、比較例に係る制御装置の制御部は、吸気２弁のうち一方の吸気弁が他方の吸気弁に対して遅閉じになるように吸気２弁の位相を制御した状態で内燃機関に対するエンジンブレーキの作動要求を検出した場合には、図６（ｃ）に示すようにスロットル開度をゼロに制御することで吸入空気量をゼロに制御するとともに、図６（ｄ）および図６（ｅ）に示すように早開き弁および遅開き弁の位相を遅角させる。その結果、図３（ａ）の状態Ａが得られる。次いで比較例に係る制御部は、図６（ｃ）に示すようにスロットル開度をゼロに制御した状態で、図６（ｄ）および図６（ｅ）に示すように早開き弁および遅開き弁の位相を進角させる。その結果、図３（ａ）に示す状態Ｂが得られる。
【００４９】
このような制御を行う比較例に係る制御装置では、エンジンブレーキの効きの相対的に強い状態（状態Ａ）からエンジンブレーキの効きの相対的に弱い状態（状態Ｂ）に移行する際に、図６（ｆ）に示すように、乗員に加速感を与えてしまう。この場合、乗員は、アクセル踏み込み量をゼロにしてエンジンブレーキがかかることで車両が段階的に減速することを期待していたにもかかわらず加速感を感じる結果、違和感を覚えてしまう。その結果、車両の乗り心地が悪くなってしまう。
【００５０】
これに対して本実施例に係る制御装置５０によれば、第１制御および第２制御が行われることで、図３（ｂ）において前述したように、エンジンブレーキの効きを時間の経過とともに段階的に強くすることができる。その結果、図４（ｆ）に示すように、エンジンブレーキが作動した場合に乗員に加速感を与えることを抑制できる。それにより車両１００の乗り心地の悪化を抑制できる。
【００５１】
以上本発明の好ましい実施形態について詳述したが、本発明はかかる特定の実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された本発明の要旨の範囲内において、種々の変形・変更が可能である。
【符号の説明】
【００５２】
１０ 内燃機関
１４ 吸気通路
１６ 吸気弁
１８ スロットル
３０ 可変動弁機構
３１ 二重カム軸
４０ クランクポジションセンサ
４１ スロットルポジションセンサ
４３ アクセルポジションセンサ
５０ 制御装置
５４ 制御部
１００ 車両
【特許請求の範囲】
【請求項１】
一つの気筒に対して配置された２つの吸気弁である吸気２弁の位相を独立して変更可能な内燃機関の前記吸気２弁のうち一方の前記吸気弁が他方の前記吸気弁に対して遅閉じになるように前記吸気２弁の位相を制御した状態で前記内燃機関に対するエンジンブレーキの作動要求を検出した場合に、第１の制御および第２の制御をこの順に行う制御部を備え、
前記第１の制御において前記制御部は、前記エンジンブレーキの作動要求が検出される前に比較して前記内燃機関の吸入空気量が減少してゼロより大きい値になるように前記吸入空気量を制御し且つ前記吸気２弁の位相が遅角するように前記吸気２弁の位相を制御し、
前記第２の制御において前記制御部は、前記吸気２弁の位相が進角するように前記吸気２弁の位相を制御してから前記吸入空気量がゼロになるように前記吸入空量を制御することを特徴とする内燃機関の制御装置。
【請求項１】
一つの気筒に対して配置された２つの吸気弁である吸気２弁の位相を独立して変更可能な内燃機関の前記吸気２弁のうち一方の前記吸気弁が他方の前記吸気弁に対して遅閉じになるように前記吸気２弁の位相を制御した状態で前記内燃機関に対するエンジンブレーキの作動要求を検出した場合に、第１の制御および第２の制御をこの順に行う制御部を備え、
前記第１の制御において前記制御部は、前記エンジンブレーキの作動要求が検出される前に比較して前記内燃機関の吸入空気量が減少してゼロより大きい値になるように前記吸入空気量を制御し且つ前記吸気２弁の位相が遅角するように前記吸気２弁の位相を制御し、
前記第２の制御において前記制御部は、前記吸気２弁の位相が進角するように前記吸気２弁の位相を制御してから前記吸入空気量がゼロになるように前記吸入空量を制御することを特徴とする内燃機関の制御装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【公開番号】特開２０１２−２３７２０９（Ｐ２０１２−２３７２０９Ａ）
【公開日】平成２４年１２月６日（２０１２．１２．６）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−１０５６６５（Ｐ２０１１−１０５６６５）
【出願日】平成２３年５月１０日（２０１１．５．１０）
【出願人】（０００００３２０７）トヨタ自動車株式会社 (59,920)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年１２月６日（２０１２．１２．６）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年５月１０日（２０１１．５．１０）
【出願人】（０００００３２０７）トヨタ自動車株式会社 (59,920)
【Ｆターム（参考）】
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